Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 16 № 513298
i

В двух об­ла­стях ра­бо­та­ют по 160 ра­бо­чих, каж­дый из ко­то­рых готов тру­дить­ся по 5 часов в сутки на до­бы­че алю­ми­ния или ни­ке­ля. В пер­вой об­ла­сти один ра­бо­чий за час до­бы­ва­ет 0,1 кг алю­ми­ния или 0,3 кг ни­ке­ля. Во вто­рой об­ла­сти ра­бо­чие объ­еди­не­ны в две бри­га­ды, одна из ко­то­рых до­бы­ва­ет алю­ми­ний, а дру­гая  — ни­кель, при­чем для до­бы­чи x кг алю­ми­ния в день тре­бу­ет­ся x2 че­ло­ве­ко-⁠часов труда, а для до­бы­чи у кг ни­ке­ля в день тре­бу­ет­ся y2 че­ло­ве­ко-⁠часов труда.

Для нужд про­мыш­лен­но­сти можно ис­поль­зо­вать или алю­ми­ний, или ни­кель, причём 1 кг алю­ми­ния можно за­ме­нить 1 кг ни­ке­ля. Какую наи­боль­шую сум­мар­ную массу ме­тал­лов можно до­быть в двух об­ла­стях за сутки?

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку алю­ми­ний и ни­кель вза­и­мо­за­ме­ня­е­мы, не­об­хо­ди­мо, чтобы в каж­дой об­ла­сти не­за­ви­си­мо от дру­гой было до­бы­то наи­боль­шее ко­ли­че­ство ме­тал­ла. По­это­му все ра­бо­чие пер­вой об­ла­сти долж­ны быть на­прав­ле­ны на до­бы­чу ни­ке­ля, ко­то­рый они до­бы­ва­ют втрое более эф­фек­тив­но, чем алю­ми­ний. За сутки ими будет до­бы­то 160 · 5 · 0,3  =  240 кг ни­ке­ля.

Пусть во вто­рой об­ла­сти алю­ми­ний до­бы­ва­ют y ра­бо­чих, а ни­кель  — 160 − y ра­бо­чих. Тогда за сутки они до­бу­дут  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та кг алю­ми­ния и  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 левая круг­лая скоб­ка 160 минус y пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та кг ни­ке­ля. Най­дем наи­боль­шее зна­че­ние функ­ции

f левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5y конец ар­гу­мен­та

для не­от­ри­ца­тель­ных целых y, не боль­ших 160. Имеем:

f' левая круг­лая скоб­ка y пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5y конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5y конец ар­гу­мен­та минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5y конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Най­дем нули про­из­вод­ной:

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5y конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5y конец ар­гу­мен­та \undersety\geqslant0\mathop рав­но­силь­но 800 минус 5y=5y рав­но­силь­но y=80.

При y мень­ших 80 про­из­вод­ная по­ло­жи­тель­на, а при y боль­ших 80 про­из­вод­ная от­ри­ца­тель­на, по­это­му в точке 80 функ­ция до­сти­га­ет мак­си­му­ма f_max=40, рав­но­го наи­боль­ше­му зна­че­нию функ­ции на ис­сле­ду­е­мом про­ме­жут­ке.

Таким об­ра­зом, 80 ра­бо­чих вто­рой об­ла­сти сле­ду­ет на­пра­вить на до­бы­чу алю­ми­ния и 80  — на до­бы­чу ни­ке­ля. Они до­бу­дут 40 кг ме­тал­ла. Сов­мест­но ра­бо­чие пер­вой и вто­рой об­ла­сти до­бу­дут 280 кг ме­тал­ла.

 

Ответ: 280 кг.

 

При­ме­ча­ние.

Можно было обой­тись без про­из­вод­ной. На­пом­ним, что наи­боль­шее зна­че­ние функ­ции  y левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x минус a конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: b минус x конец ар­гу­мен­та , на от­рез­ке  левая квад­рат­ная скоб­ка a;b пра­вая квад­рат­ная скоб­ка до­сти­га­ет­ся в точке  дробь: чис­ли­тель: a плюс b, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и равно  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 левая круг­лая скоб­ка b минус a пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та . До­ка­за­тель­ство можно по­лу­чить, на­при­мер, воз­ве­де­ни­ем в квад­рат.

 

В нашем слу­чае f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5x конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 800 минус 5x конец ар­гу­мен­та , a=0, b=800, по­это­му ис­ко­мое наи­боль­шее зна­че­ние f_наиб= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1600 конец ар­гу­мен­та =40, до­сти­га­ет­ся в точке, где 5x=400 то есть при x=80.

 

При­ведём гео­мет­ри­че­ское ре­ше­ние.

Пусть во вто­рой об­ла­сти на до­бы­чу алю­ми­ния будет от­ве­де­но x в квад­ра­те че­ло­ве­ко-часов, а на до­бы­чу ни­ке­ля  — y в квад­ра­те че­ло­ве­ко-часов. Всего ра­бо­чих 160, ра­бо­тая по 5 часов, они вы­ра­ба­ты­ва­ют 800 че­ло­ве­ко-часов в сутки, по­это­му x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те =800. Для таких зна­че­ний пе­ре­мен­ных тре­бу­ет­ся опре­де­лить наи­боль­шее зна­че­ние ко­ли­че­ства до­бы­то­го ме­тал­ла s =x плюс y. Таким об­ра­зом, не­об­хо­ди­мо опре­де­лить наи­боль­шее зна­че­ние па­ра­мет­ра s, при ко­то­ром пря­мая, за­да­ва­е­мая урав­не­ни­ем y=s минус x, будет иметь с окруж­но­стью x в квад­ра­те плюс y в квад­ра­те =800 общие точки, ле­жа­щие в пер­вой ко­ор­ди­нат­ной чет­вер­ти.

Из ри­сун­ка видно, что точка ка­са­ния яв­ля­ет­ся се­ре­ди­ной ги­по­те­ну­зы рав­но­бед­рен­но­го пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка. Ко­ор­ди­на­ты точки ка­са­ния  левая круг­лая скоб­ка 0,5s;0,5s пра­вая круг­лая скоб­ка долж­ны удо­вле­тво­рять урав­не­нию окруж­но­сти. Тогда 0,25s в квад­ра­те плюс 0,25s в квад­ра­те =800, от­ку­да s=40. при x=y=20.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ2
Верно по­стро­е­на ма­те­ма­ти­че­ская мо­дель1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше0
Мак­си­маль­ный балл2

Аналоги к заданию № 513298: 515747 Все

Источник: Ти­по­вые те­сто­вые за­да­ния по ма­те­ма­ти­ке, под ре­дак­ци­ей И. В. Ящен­ко. 2016 г.
Классификатор алгебры: За­да­чи на оп­ти­маль­ный выбор